Polimēri Medicīnas inženierijas un fizikas bakalaura studiju programmas kursa students Vladislavs Minalto

2. POLIMĒRU KLASIFIKĀCIJA 
Pēc izcelsmes polimērus iedala trijās grupās: dabiskie polimēri, mākslīgie polimēri un 
sintētiskie polimēri [2]. 
Dabiskie polimēri veidojas dzīvnieku un augu dzīvības rezultātā. Tos satur koksne, vilna, 
āda. Dabisko polimēru piemēri: proteīni, olbaltumvielas, celuloze, ciete, šellaka, lignīns, latekss.
Mākslīgos polimērus iegūst, apstrādājot dabiskos polimērus pēc to izdalīšanās, 
attīrīšanās, modifikācijas; pie tā galveno ķēžu struktūra paliek bez izmaiņām. Viens no mākslīgo 
polimēru piemēriem ir celuloīds, kas arī tiek dēvēts par nitrocelulozi, kas tiek plastificēta ar 
kamparu, lai palielinātu elasticitāti [1]. Kampars C
10
H
16
O – terpenoīds, kurš pieder pie ketoniem. 
Tā ir bezkrāsaina kristāliska viela, kas kristalizējas no etanola kā heksagonāli plāksnīšveida 
kristāli [5]. Terpenoīdi jeb izoprenoīdi – liela un daudzveidīga dabā sastopamu organisko 
ķīmisko vielu klase, kas iegūta no izoprēna un izoprēna polimēriem, ko sauc par terpēniem [7]. 
Ketoni – skābekli saturoši organiskie savienojumi, kas satur karbonilgrupu, kas saistīta ar diviem 
ogļūdeņraža atlikumiem [6]. Vēl pie mākslīgajiem polimēriem pieder gumija un vulkanizēts 
kaučuks. 
Dabiskiem un mākslīgiem polimēriem ir nozīmīga loma mūsdienu tehnikā, piemēram, 
celulozes un papīra rūpniecībā. 
Sintētiskos polimērus iegūst mazmolekulāro vielu sintēzes rezultātā. Tiem nav analogu 
dabā. Sintētisko polimēru piemēri: polietilēns, polistirols, polivinilhlorīds, ftoroplasts, kaprons, 
teflons. 
Pēc ķīmiskā sastāva visus polimērus iedala organiskajos, elementorganiskajos un 
neorganiskajos polimēros. 
Organiskie polimēri tiek veidoti ar orgānisko radikāļu (piemēram, CH
2
, CH
3
, C
6
H
5
) 
starpniecību. Organiskie polimēri ir daudzvērtīgie spirti, sveķi un kaučuki [1]. Radikāli – daļiņas, 
kas satur vienu vai vairākus nesapārotus elektronus ārējā elektronu apvalkā [8]. 
Elementorganiskie polimēri – lielmolekulāri elementorganiskie savienojumi, kuru 
lineāras, sazarotas vai telpiskas struktūras makromolekulās bez ogļūdeņražu grupām ir arī 
neorganiski atomi vai to grupējumi [9]. Elementorganiskie polimēri satur neorganiskos atomus 
(piemēram, silīcija Si, titāna Ti, alumīnija Al atomus) galvenajā organisko radikāļu ķēdē, kas 
apvienojas ar organiskiem radikāļiem. Dabā elementorganiskie polimēri nepastāv. 
Elementorganiskie polimēri ir, piemēram, dažādi silikona savienojumi. 
Neorganiskie polimēri sastāv no silīcija Si, alumīnija Al, magnija Mg, kalcija Ca un citu 
ķīmisko elementu oksīdiem. Šiem polimēriem nav ogļūdeņražu skeleta. Pie neorganiskajiem 
polimēriem pieder keramika, vizla, azbests. 
Pēc monomēriem elementārposmiem ķēdē polimēri iedalās homopolimēros un 
kopolimēros. Homopolimēri sastāv no vienādiem elementārposmiem (piemēram, nosacīti 

---

8 
−A−A−A−), savukārt kopolimēri sastāv no diviem un vairāk dažādiem elementārposmiem 
(piemēram, nosacīti −A−B−C−).
Kopolimērus iedala statistiskajos kopolimēros, kuriem ir neregulārs elementārposmu 
izvietojums (piemēram, −A−B−B−A−B−A−A−A−B−B−), un secīgajos kopolimēros, kuriem ir 
regulārs elementārposmu izvietojums (piemēram, −A−B−A−B−). 
Kopolimērus arī iedala bloku kopolimēros un sazarotos kopolimēros. Bloku 
kopolimēriem ir garas virknes, kas sastāv no katra elementārposmu tipa 
~AAAAABBBBBAAAAA~. Bloku kopolimēru nosaukumos tiek minēti elementārposmi. 
Piemēram, polimetilmetakrilāts. Sazarotiem kopolimēriem ir galvenā ķēde un blakus ķēdes. 
Galvenā ķēde sastāv no viena monomēra elementārposmiem, bet blakus ķēde sastāv no cita 
monomēra elementārposmiem. 1.2. attēlā ir parādīts sazarotā kopolimēra piemērs. 
1.2. att. Sazarotais kopolimērs. 
Pēc makromolekulas galvenās ķēdes sastāva polimēri iedalās homoķēžu un heteroķēžu 
polimēros. Homoķēžu polimēri – polimēri, kuriem ir galvenā ķēde, kas sastāv no vienādiem 
atomiem. Ja galvenās ķēdes sastāvā ietilpst oglekļa atomi, tad polimērus ar tādu galveno ķēdi 
sauc par karboķēžu polimēriem. Karboķēžu polimēru piemēri ir polietilēns (vienā no 
iespējamām saīsinātam struktūrformulām ir −CH
2
−CH
2
−CH
2
−CH
2
−), polistirols, un citi [1]
[16].
Ja galvenā ķēde sastāv no silīcija atomiem, tad šādus polimērus sauc par silīcijķēžu 
polimēriem. 1.3. att. ir atspoguļots silīcijķēžu polimēra piemērs. 
1.3. att. Silīcijķēžu polimērs. 
Heteroķēžu polimēri – polimēri, kuru galvenā ķēde sastāv no dažādiem atomiem. 
Heteroķēžu polimēros ietilpst parastie ēteri, tādi kā polietilēna glikols. Polietilēna glikola 
saīsinātā struktūrformula: −CH
2
−CH
2
−O−CH
2
−CH
2
−O−CH
2
−CH
2
−O−CH
2
−CH
2
−O−.
Pēc makromolekulas struktūras polimērus iedala lineāros, sazarotos, sietiņveida un 
telpiskos polimēros (sk. 1.7. att.). Lineāras struktūras makromolekulas – garas ķēdes veidojoša 
kopa, kas sastāv no monomēriem un tos savstarpēji savienojošām kovalentām saitēm. Tādu 
polimēru molekulas ir savstarpēji ķīmiski inertas un saistītas viena ar otru tikai ar Van der Vālsa 
spēkiem [1]. Van der Vālsa spēki – pievilkšanās un atgrūšanās spēki, kas darbojas starp 
neitrālām molekulām; jeb spēki, kas rodas bez elektronu pārnešanas starp atomiem [12]. 
Uzsildot polimērus, kas sastāv no lineāras struktūras makromolekulām, to viskozitāte 
samazinās, un tādā gadījumā šie polimēri ir spējīgi pāriet vispirms augstelastīgā stāvoklī, un pēc 
tam viskozi tekošā stāvoklī. Lineāros polimērus arī sauc par termoplastiskiem polimēriem tāda 

---

9 
iemesla dēļ, ka vienīgās sekas pēc uzsildīšanas ir plasticitātes izmaiņas. Neskatoties uz lineāro 
polimēru nosaukumu, tiem ir raksturīga zobaina vai spirālveida konfigurācija, kas dod 
polimēriem mehānisko izturību. Termoplastiskos polimērus var ne tikai kausēt, bet arī 
izšķīdināt, jo Van der Vālsa saites ir viegli pārraujamas reaģentu iedarbības dēļ [1].
Par Van der Vālsa saitēm uzskata dipolu (jeb orientācijas), indukcijas (jeb deformācijas) 
un dispersijas saites. Dipolu jeb orientācijas saite – starpmolekulārā saite, kas izveidojas starp 
polāro molekulu pastāvīgiem dipoliem starp dipolu pretēji lādētiem galiem esošo 
elektrostatisko pievilkšanās spēku dēļ (sk. 1.4. att.) [13].
1.4. att. Dipolu (orientācijas) saites darbības princips. 
Indukcijas jeb deformācijas saite – starpmolekulārā saite, kas izveidojas mijiedarbojoties 
pastāvīgam un inducētam dipoliem. Šī saite eksistē, jo molekula ar pastāvīgu dipolu, deformējot 
nepolāru molekulu, var inducēt tajā dipolu (sk. 1.5. att.) [13]. 
1.5. att. Indukcijas (deformācijas) saites darbības princips. 
Eksistē arī momentāno dipolu mijiedarbība (sk. 1.6. att.). Momentāno dipolu orientācija 
telpā nemitīgi mainās un līdzās elektrostatiskās pievilkšanās spēkiem starp momentāniem 
dipoliem var darboties arī atgrūšanās spēki. Tomēr pievilkšanās spēki dominē, veidojot saites 
starp molekulām. Šīs saites sauc par dispersijas saitēm [13]. 

---

10 
1.6. att. Momentāno dipolu mijiedarbība. 
Gadījumā, ja makromolekulas galvenajā ķēdē veidojas sānu sazarojumi (kas ir īsāki nekā 
galvenā ķēde un sastāv no atkārtotiem monomēru elementārposmiem), tad tādas struktūras 
sauc par sazarotām struktūrām. Sazaroto struktūru piemēri ir polivinilhlorīda, akrila skābes un 
metakrila skābes polimēri. Parasti, palielinoties polimerizācijas temperatūrai, makromolekulāro 
ķēžu sazarotība palielinās. 
Dažreiz sānu sazarojumi makromolekulās ir izvietoti reti, tiem ir liels garums un tie 
sastāv no elementārposmiem, kas sakrīt ar galvenās ķēdes elementārposmiem. Tādus 
polimērus sauc par sazarotiem polimēriem. Sazarošana īstenojas gatava polimēra 
makromolekulā. Nereti sazarošana būtiski atšķiras no izejas polimēra struktūras 
elementārposmu ziņā. Šajā gadījumā polimērus sauc par sazarotiem kopolimēriem. 
Telpiskie polimēri pat pie reta polimērsaišu izvietojuma nav spējīgi izšķīdināties 
organiskajos šķīdinātājos, tomēr tie uzbriest šajos šķīdinātājos. Pie paaugstinātas temperatūras 
telpisko polimēru plasticitāte ir daudz mazāka nekā lineāro polimēru plasticitāte.
Sietiņveida polimēru struktūrai ir raksturīga ķēžu savstarpējā saistība. Tas stipri ierobežo 
kustību un noved gan pie mehānisko, gan pie ķīmisko īpašību izmaiņām [1].
1.7. att. Polimēru ķīmiskās struktūras: lineāra (augšā, pa kreisi), sazarota (augšā, pa labi), 
sietiņveida (apakšā, pa kreisi), telpiska (apakšā, pa labi). 
Polimērs var iegūt sietiņveida struktūru spontāni. Piemēram, gaismas un skābekļa 
iedarbības dēļ polimērs noveco – tas traucē savu elasticitāti un darbspēju. Ja polimēra 
molekulas satur reakcijspējīgas grupas, tad karsēšanas gaitā tās savienojas ar izturīgām saitēm, 
kā rezultātā polimēram veidojas telpiska struktūra. Tādējādi sildīšana izsauc reakcijas, kuras ātri 
un neatgriezeniski izmaina materiāla īpašības: materiāls iegūst lielāku viskozitāti, kā arī kļūst 

---

11 
izturīgāks un nešķīstošs. Tā kā, paaugstinoties temperatūrai, molekulu spēja iesaistīties reakcijā 
palielinās, polimērus ar tādām molekulām sauc par termoreaktīviem polimēriem. 
Termoreaktīvo polimēru molekulas ir ne tikai savstarpēji aktīvas, bet arī aktīvas attiecībā uz 
svešķermeņu virsmām. Tādēļ termoreaktīvajiem polimēriem atšķirībā no termoplastiskajiem 
polimēriem ir augsta adhēzijas spēja pie zemām temperatūrām, kas ļauj izmantot šos polimērus 
kā aizsardzošus pārklājumus, līmes un saistošas komponentes kompozītmateriālos.
Polimēriem var būt regulāra vai neregulāra uzbūve. Ja polimēra ķēdē ir vērojama 
monotona elementārposmu secība, tas ir, tiek ievērota elementārposmu tālā kārtība ķēdē, tad 
polimērs ir uzbūvēts regulāri. Šādas secības traucējumi noved pie polimēra ķēdes neregulāras 
uzbūves. Izšķir strukturālo regularitāti un stereoregularitāti. Strukturālā regularitāte ir tiem 
polimēriem, kuriem visi elementārposmi un aizvietotāji atrodas telpā ar noteiktu kārtību. 
Piemēram, ja polimēra elementārposms satur aizvietotāju X, tad ir iespējami sekojoši 
elementārposmu pievienošanas varianti, kas veido ķēdes strukturālo regularitāti vai 
neregularitāti (sk. 1.8. att.) [1]: 
1.8. att. Elementārposmu pievienošanas varianti: “galva pie astes” (struktūrformula pa 
kreisi) un “galva pie galvas” (struktūrformula pa labi). 
Ja elementārposmi gar polimēra ķēdi ir savstarpēji savienoti tikai noteiktā veidā 
(piemēram, tikai veidā “galva pie astes” vai tikai veidā “galva pie galvas”, sk. 1.8. att.), tad 
polimērs ir strukturāli regulārs, savukārt ja elementārposmu savienojums ir patvaļīgs, tad 
polimērs ir neregulārs.
Stereoregulārie polimēri – polimēri, kuriem visi aizvietotāji ir izvietoti telpā noteiktā 
veidā. Piemēram, polimēra ķēdē ir iespējama ld-optiskā izomērija, kam ir raksturīga asimetriska 
oglekļa atomu klātbūtne [1]. Izomērija – parādība, kad vielām ar vienādu sastāvu ir atšķirīga 
uzbūve un īpašības [14]. Ir iespējama izotaktisko un sindiotaktisko polimēru eksistēšana (sk. 1.9. 
att.). Izotaktiskais polimērs – polimērs, kura aizvietotāji atrodas vienā un tajā pašā oglekļa ķēdes 
pusē. Sindiotaktiskie polimēri – polimēru materiāli, kuru aizvietotāji mainās [15].
1.9. att. Iziotaktiskā (pa kreisi) un sindiotaktiskā (pa labi) polimēra grafiskā struktūrformula. 
Ja aizvietotāju izvietojums ir patvaļīgs, tad polimērs ir neregulārs, un tādu polimēru sauc 
par ataktisko polimēru [15]. 

---

12 
Atkarībā no iegūšanas veida visus makromolekulāros savienojumus jeb polimērus iedala 
4 klasēs: A, B, C, D klasē. A klases polimērus iegūst ar polimerizāciju, B klases polimērus iegūst 
ar polikondensāciju, C klases polimērus – ar dabisko polimēru modifikāciju, D klases polimērus – 
ar destruktīvu un vienkāršu dabā esošo organisko vielu destilāciju. 
C klases polimēriem ir ierobežots pielietojums būvniecības plastmasu izgatavošanā 
vairāku negatīvu īpašību dēļ. Šajai klasei ir apakšklase, kuru veido polimēri, iegūstami ar dabisko 
polimēru ķīmiskās modifikācijas metodi, kas palīdz uzlabot šo polimēru īpašības. Apakšklasē 
ietilpst celuloze, kazeīns, kaučuki, augu eļļas. Šajā gadījumā modifikācija – polimēra struktūras 
izmainīšana tā funkcionālo grupu sastāva izmainīšanas veidā, papildus blakus ķēžu formēšanas 
veidā, kā arī polaritātes izmaiņas veidā un fāžu sastāva izmaiņas veidā. Praksē šī polimēru 
iegūšanas metode tiek izmantota celulozes pārstrādē, jeb nitrocelulozes un 
karboksimetilcelulozes iegūšanā, kā arī augu eļļu pārstrādē. 
D klases augstmolekulārās vielas – dabiskie un naftas bitumi, akmenoglekļu un kūdru 
darvas un eļļas. D klases polimēri ir sarežģīts augstmolekulāro savienojumu maisījums. 
Atkarībā no savas gala formas un galamērķa polimērus klasificē plastmasās, 
elastomēros, šķiedrās un šķidrajos sveķos. Ja polimērs zem spiediena un temperatūras 
iedarbības ieņem stingru un izturīgu formu, tad šādu polimēru sauc par plastmasu. Plastmasu 
piemēri ir polistirols, polivinilhlorīds, polimetilmetakrilāts. 
Par elastomēriem sauc polimērus, kas tiek iegūti pēc kaučuku produktu vulkanizācijas, 
un kam piemīt augsta izturība un laba spēja deformēties. Tipiskie elastomēru piemēri ir 
naturālais, sintētiskais un silikona kaučuki. 
Šķiedras ir īpaša polimēru grupa, kuras iegūst polimēra makromolekulas orientējot 
savstarpēji paralēli. Polimērus pārvērš šķiedrās, ekstraktējot polimērus diegveidīgajos 
materiālos, kuru garums pārsniedz to diametru 1000 reizēs [1]. No šķiedrām izgatavo 
pavedienus, kurus tālāk izmanto trikotāžas un tekstilizstrādājumu izgatavošanai [20]. Viens no 
polimēru šķiedru piemēriem ir lavsāns. 
Par šķidrajiem sveķiem sauc polimērus, kas tiek izmantoti kā adhezīvi, hermētiķi, 
blīvētāji, kas visi ir šķidrā agregātstāvoklī [1]. Adhezīvi – preparāti, kas ir paredzēti divu virsmu 
saskarsmes palielināšanai [17]. Hermētiķi – elastīgs maisījums uz polimēru savienojumu 
pamata, kas ir paredzēts, lai sabiezinātu ieplakas, tukšumus apkārt logiem un durvīm, kā arī lai 
izolētu šaurus caurumus no ūdens noplūdes [18]. Blīvētāji – starplikas ar cauruļveida 
šķērsgriezumu, kas iet pa visu kādas caurspīdīgas konstrukcijas perimetru [19]. Šķidrie sveķi ir, 
piemēram, rūpnieciskie epoksīda adhezīvi un polisulfīdu blīvētāji. 
Pēc struktūras polimērus iedala amorfos polimēros un kristāliskos polimēros. Amorfie 
polimēri – polimēri, kam ir saglabāta tuvā kārtība, bet nav tālās kārtības. Amorfos polimērus 
raksturo 2 galvenās pazīmes: 1. Sakārtotu apgabalu, kas mijas ar haotiskiem apgabaliem, 
esamība; 2. Sakārtotiem apgabaliem ir mazi izmēri. Kristāliskie polimēri – polimēri, kam ir 
saglabāta gan tuvā, gan tālā kārtība. Polimēru kristāliskais stāvoklis tiek iegūts šķidra polimēra, 
kura makromolekulām ir regulāra struktūra, kristalizācijas procesā. Tādus polimērus sauc par 

---

13 
kristalizējamiem polimēriem, jo tie var viegli kristalizēties. Šajos polimēros visi elementārposmi 
un visi aizvietotāji ir izvietoti telpā noteiktā kārtībā. Kristāliskiem polimēriem parasti ir gan 
kristāliskā fāze, gan amorfā fāze. Daudzas šādu polimēru īpašības ir atkarīgas no kristāliskuma 
pakāpes – amorfās fāzes un kristāliskās fāzes attiecības. Tuvā kārtība – viss, kas atrodas atoma 
tuvumā. Tālā kārtība – viss, kas atrodas tālu no atoma [1].

---

14